An Ion‐Dipole‐Reinforced Polyether Electrolyte with Ion‐Solvation Cages Enabling High–Voltage‐Tolerant and Ion‐Conductive Solid‐State Lithium Metal Batteries

材料科学 电解质 离子电导率 锂(药物) 化学工程 离子键合 电导率 离子 化学物理 电极 物理化学 有机化学 化学 医学 工程类 内分泌学
作者
Kun Zhang,Feng Wu,Xinran Wang,Lumin Zheng,Xiaoyu Yang,Huichun Zhao,Yuheng Sun,Wenbin Zhao,Ying Bai,Chuan Wu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (5) 被引量:74
标识
DOI:10.1002/adfm.202107764
摘要

Abstract Solid‐state electrolytes (SSEs) with sufficient ionic conduction, wide voltage window, flexible‐rigid interface, and ease of processibility are determinative to the development of energy‐dense solid‐state lithium metal batteries. Due to the low density and interfacial compatibility, polyether SSE has been studied for decades but remains handicapped by the inherently low ionic conductivity and insufficient voltage window. In this contribution, an ion‐dipole‐reinforced poly‐3‐hydroxymethyl‐3‐methyloxetane is demonstrated as a novel SSE and major substitution to conventional poly(ethylene oxide). By further polypropylene skeleton compositing, the composite solid electrolyte (PHMP) synergistically achieves high voltage tolerance (4.6 V), high ion‐conduction (25 °C, 1.26 × 10 −4 S cm −1 ), and flexible‐rigid mechanical properties. Cryo‐transmission electron microscope has revealed a columnar Li deposition and LiF‐rich solid electrolyte interface, suggesting excellent dendrite suppression. According to density functional theory, the densely branched ether–oxygen groups play an important role as ion solvation cages, favoring strong Li + ‐coordination and fast diffusion kinetics. More importantly, it restrains the proton‐induced decomposition and essentially enhances high‐voltage stability. As a result, PHMP contributes to an improved rate capability, significantly reduced interface impedance, and long‐term cycle stability of Li symmetrical batteries for over 1600 h. PHMP‐modified LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 |Li batteries exhibit a high discharge capacity of 211.5 mAh g −1 and desirable cycle stability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
耶律安明发布了新的文献求助20
刚刚
曼粒子完成签到,获得积分10
刚刚
呼啦啦发布了新的文献求助10
1秒前
科目二三次郎完成签到,获得积分10
1秒前
无花果应助山丘采纳,获得10
1秒前
不知道取什么昵称完成签到 ,获得积分10
2秒前
aaaaa111111发布了新的文献求助10
2秒前
zyp1229发布了新的文献求助10
2秒前
华仔应助一小盏采纳,获得10
3秒前
hhh涵发布了新的文献求助10
3秒前
Orange应助Jimmy采纳,获得30
4秒前
xingyan发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
慕伊辰完成签到,获得积分10
5秒前
Astrid发布了新的文献求助10
5秒前
Ava应助八二四九采纳,获得10
5秒前
6秒前
6秒前
JM完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
CX330完成签到,获得积分10
6秒前
Lucas应助ZHQ采纳,获得10
6秒前
NexusExplorer应助陈淇东采纳,获得10
7秒前
harry完成签到,获得积分20
7秒前
坚强奇异果完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
aa发布了新的文献求助10
9秒前
韩嬉乐完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
10秒前
Bean完成签到,获得积分10
10秒前
情怀应助hhh涵采纳,获得10
10秒前
太阳之恩泽及万物完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
简讯完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
姜WIFI发布了新的文献求助10
12秒前
OK应助DZ采纳,获得200
12秒前
123发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6539791
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8331088
关于积分的说明 17852241
捐赠科研通 5644699
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2935929
邀请新用户注册赠送积分活动 1912063
关于科研通互助平台的介绍 1772700